C#运算符之与,或,异或及移位运算

C#运算符之与,或,异或及移位运算

1.剖析异或运算(^)

二元 ^ 运算符是为整型和 bool 类型预定义的。对于整型，^ 将计算操作数的按位“异或”。对于 bool 操作数，^ 将计算操作数的逻辑“异或”；也就是说，当且仅当只有一个操作数为 true 时，结果才为 true。

数值运算举例

按位异或的3个特点:
(1) 0^0=0,0^1=1  0异或任何数＝任何数
(2) 1^0=1,1^1=0  1异或任何数－任何数取反
(3) 1^1=0,0^0=0  任何数异或自己＝把自己置0

例如：10100001^00010001=10110000

按位异或的几个常见用途:
(1) 使某些特定的位翻转
    例如对数10100001的第2位和第3位翻转，则可以将该数与00000110进行按位异或运算。
　　　　　  10100001^00000110 = 10100111

(2) 实现两个值的交换，而不必使用临时变量。
    例如交换两个整数a=10100001，b=00000110的值，可通过下列语句实现：
　　　　a = a^b； 　　//a=10100111
　　　　b = b^a； 　　//b=10100001
　　　　a = a^b； 　　//a=00000110

(3) 在汇编语言中经常用于将变量置零：
    xor   a，a

(4) 快速判断两个值是否相等
    举例1: 判断两个整数a，b是否相等，则可通过下列语句实现：
        return ((a ^ b) == 0)
    
    举例2: Linux中最初的ipv6_addr_equal()函数的实现如下:
    static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
    {
        return (a1->s6_addr32[0] == a2->s6_addr32[0] &&
            a1->s6_addr32[1] == a2->s6_addr32[1] &&
            a1->s6_addr32[2] == a2->s6_addr32[2] &&
            a1->s6_addr32[3] == a2->s6_addr32[3]);
    }
    
    可以利用按位异或实现快速比较, 最新的实现已经修改为:
    static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
    {
    return (((a1->s6_addr32[0] ^ a2->s6_addr32[0]) |
        (a1->s6_addr32[1] ^ a2->s6_addr32[1]) |
        (a1->s6_addr32[2] ^ a2->s6_addr32[2]) |
        (a1->s6_addr32[3] ^ a2->s6_addr32[3])) == 0);
    }

2 & 运算符(与)

1 & 0 为0
0 & 0 为0
1 & 1 为1

3 | 运算符(或)

1 | 0 为1
0 | 0 为0
1 | 1 为1

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C#移位运算(左移和右移)

C#是用<<(左移) 和 >>（右移） 运算符是用来执行移位运算。

左移 (<<)

将第一个操作数向左移动第二个操作数指定的位数，空出的位置补0。
  左移相当于乘. 左移一位相当于乘2;左移两位相当于乘4;左移三位相当于乘8。

x<<1= x*2 
  x<<2= x*4 
  x<<3= x*8 
  x<<4= x*16

同理, 右移即相反：

右移 (>>) 
  将第一个操作数向右移动第二个操作数所指定的位数，空出的位置补0。

右移相当于整除. 右移一位相当于除以2;右移两位相当于除以4;右移三位相当于除以8。

x>>1= x/2 
  x>>2= x/4 
  x>>3= x/8 
  x>>4=x/16

如
 int i = 7;
 int j = 2;
 Console.WriteLine(i >> j);   //输出结果为1

当声明重载C#移位运算符时，第一个操作数的类型必须总是包含运算符声明的类或结构，并且第二个操作数的类型必须总是 int,如：

class Program    
{        
 static void Main(string[] args)        
 {            
  ShiftClass shift1 = new ShiftClass(5, 10);            
  ShiftClass shift2 = shift1 << 2;            
  ShiftClass shift3 = shift1 >> 2;            
  Console.WriteLine("{0} << 2 结果是:{1}", shift1.valA,  shift2.valA);            
  Console.WriteLine("{0} << 2 结果是:{1}", shift1.valB,shift2.valB);            
  Console.WriteLine("{0} >> 2 结果是:{1}", shift1.valA,  shift3.valA);            
  Console.WriteLine("{0} >> 2 结果是:{1}", shift1.valB, shift3.valB);            
  Console.ReadLine();        
 }        
 public class ShiftClass        
 {           
  public int valA;           
  public int valB;            
  public ShiftClass(int valA, int valB)            
  {                
   this.valA = valA;                
   this.valB = valB;            
  }            
  public static ShiftClass operator <<(ShiftClass shift, int count)            
  {                
   int a = shift.valA << count;                
   int b = shift.valB << count;                
   return new ShiftClass(a, b);            
  }            
  public static ShiftClass operator >>(ShiftClass shift, int count)            
  {                
   int a = shift.valA >> count;                
   int b = shift.valB >> count;                
   return new ShiftClass(a, b);            
  }        
 }    
}

因为位移比乘除速度快.对效率要求高,而且满足2的幂次方的乘除运方,可以采用位移的方式进行。